粘吸卡钻的“防”与“治”

２０１３年７月　江汉石油职工大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｈａｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｔａｆｆ　ａｎｄ　Ｗｏｒｋｅｒｓ　第２６卷第４期　

粘吸卡钻的“防’’与“治”　

廖利军，林世波　（西南石油工程有限公司四川钻井分公司，四川德阳６１８０００）　

［摘要］四川地区地质条件复杂，钻井施工中裸眼段较长且跨越多个层位，井眼在泥浆中浸泡时间长，导致钻井过　程中发生粘吸卡钻事故几率增大，尤其是深井、超深井、大斜度井等处理难度大、费用高。研究和探索预防粘吸卡钻事　故成为近年来四川钻井技术研究的重要课题之一。利用挤堵手段封堵地层中孔隙、微裂缝、渗透率强的地层，降低滤　失量，减少过厚滤饼导致的阻卡、粘吸卡钻等复杂情况的发生，可有效地预防井下复杂情况事故的发生。该技术在大　邑３０１井和孝深１井应用中，取到了理想的效果。　［关键词］　粘吸卡钻；预防；挤堵　［中图分类号］ＴＥ２８［文献标识码］Ａ［文章编号］　１Ｏ０９—３０１ｘ（２Ｏ１３）０４一Ｏ０１９～Ｏ２　

四川地区地质条件复杂。同一裸眼井段中，往往存在　多个高低压力悬殊的压力体系。实际工作中，往往通过提　高钻井液密度，提高钻井液柱压力，达到平衡高压地层的　目的。这样的液柱压力对压力相对较低的地层（低压层、　漏层、气层、水层、渗透层等）必然产生较大的正压差，其井　壁必然产生滤饼。正压值越大，钻井液的失水量越大，滤　饼越厚，井径缩小，井眼纵向上呈“糖葫芦”形状。虚厚滤　饼，不但会造成泥包钻头、钻铤，使起钻倒划眼困难，甚至　会发生粘吸卡钻事故。如处理不当，会造成重大损失。　

１粘吸卡钻形成机理和常规预防措施　１．１粘吸卡钻机理　粘吸卡钻由以下因素决定：井壁上的滤饼、井内电磁　场和液柱压力差或钻压。当带有正极电子的钻具在呈“糖　葫芦’’状井眼内工作时，在钻井液柱压力或钻压的作用下，　钻柱必然被压向井壁一侧，当钻柱与井壁之间的距离缩小　到两极性电子相互作用的范围内时，钻柱就被井壁上的滤　饼牢牢吸住，于是就发生粘吸卡钻。并且，随着压差值或　钻压的增大，钻具被滤饼粘吸的面越长，处理起来越困难。　１．２粘吸卡钻常规预防措施　基于对粘吸卡钻机理的分析，针对造成粘吸卡钻的　三因素，预防粘吸卡钻的思路是通过技术、工艺方法，降　低钻井液滤失量，减少劣质滤饼的形成；改变钻井液体　系，破坏造成粘吸卡钻的条件一一电磁场；尽可能实行平　衡钻进，减小压差。　主要预防粘吸卡钻措施：①使用中性钻井液如油基钻　井液、油包水钻井液、阳离子体系钻井液、最好是高价阳离　子（如Ｆｅ３＋、ＡＪ３＋、　）聚合物体系钻井液，而且阳离子的　

数量必须加足。②对于使用阴离子体系的钻井液，要求有　较好的润滑性、较小的滤失性、适当的粘度和切力。③钻　井过程中钻具的静停时间不超过３ｍｉｎ。④无论何种钻井　液，都应搞好固控工作，清除有害固相，减少劣质滤饼的形　成。⑤只要没有高压层、坍塌层、和蠕变层存在，应使用低　密度的钻井液，根据资料和经验钻井液柱的压力超过地层　压力３．５ＭＰａ以上时卡钻的可能性增大。⑥钻井液加重　时使用优质加重材料并要均匀加入。⑦设计合理的钻柱　结构，特别是下部钻柱结构，总的思路是增加支撑点，减少　接触面，如使用螺旋式钻铤、欠尺寸扶正器、加重钻杆等。　⑧在钻柱中要带上随钻震击器，因为在粘卡发生的最初阶　段，震击解卡是很有效的解决手段。⑨在发生粘吸卡钻的　初始时间，就应该在钻具提拉和扭转的安全负荷下大力上　下活动、扭转，争取第一时间解卡。　

２挤堵技术机理简介　挤堵的基本原理就是通过井口人为附加的压力，将　注入井内的堵漏浆强行挤压进入地层，利用堵漏浆堵漏　材料封堵低压层段的各种孔隙，提高低压层段的承压能　力，使整个裸眼段的承压能力趋于一致，从而降低甚至消　除低压层段存在的压差，控制其滤饼厚度，使井内各段井　眼直径一致、光滑，最终消除阻卡、粘吸现象。　

３挤堵技术现场应用　３．１大邑３０１井　实践表明：尽管四川地区地质条件复杂，客观上极容易　造成粘吸卡钻，但在工作中只要坚持预防为主，安全第一的　理念，并切实实施好以上技术措施，是完全可以避免和减少　

［收稿日期］２０１３一ｏ４—１ｏ　［第一作者简介］廖利军（１９６４一），男，大专，钻井工程师，现从事钻井现场施工工作。　２０　江汉石油职工大学学报　事故发生的。即使由于各种原因发生了粘吸卡钻事故，仍然　可以运用经济、安全、实用的“挤堵技术”予以解除。　３．１．１挤堵前施工情况　大邑３０１井是在四川盆地龙门Ｌ【ｌ冲断推覆构造带大　邑构造布置的…口开发评价井，钻井目的是开发评价须　家河组二段。　该井在二开井段钻进至井深２　０５１．００　ｍ时，加单根　遇阻严重，单根打完后进行多次反复划眼阻　现象仍严　重，无法进行加单根作业，且循环时井内返出砂岩掉块较　多，井内有垮塌现象，现场将井内无粘土相聚合物钻井液　转化为低固相两性离子聚合物钻井液，转化钻井液体系　后井内仍有垮塌现象，将井内钻井液比重由１．０９　ｇ／Ｃｌｌｌ；　提高至１．３０　ｇ／ｃｒｎ３，掉块现象得到抑制，但井内起下钻　阻挂卡现象仍然严重。　３．１．２挤堵施工　对钻井岩屑进行分析，发现岩屑中的砂岩孔隙发　育，含有次生矿物且带有微裂缝，现场决定实施挤堵作　业。根据二开于井深７１２．７ｍ处的地破试验当量比重　１．６０ｇ／ｃｍ。，为了不影响挤堵施工判断，挤堵当　比重　不应超过１．６０　ｇ／ｃｍ　。　１）配置密度为１．３０　ｇ／ｍ　的堵漏浆２Ｏ　ｍ３．堵漏浆配　比：井浆＋１．５％［Ｉ　－２］＋２％［日　Ｄ一２］～｝＿１．５％ＥＦＲＤ　—１］＋１％［　］＋２　［Ｑ『）一１］。　２）下光钻杆至井深２　０４０　ｍ，下钻中注意钻具尽量　缩减钻具静停时间。　３）注人堵漏浆．堵漏浆进入环空ｌ５　，钻杆内留５　。　４）关井进行挤堵，套压控制在２　Ｍｐａ左右，当套压　下降时，及时通过泥浆泵将套压补充至２Ｍｐａ，保证堵漏　浆有效的进入低压地层。　５）挤堵进行２　ｈ后，套压下降速度明显变漫，开井，共计　挤入３．７　，放压时返出２．６　，堵漏浆进入地层１．１　。　完成挤堵施工后，起出井内光钻杆，下正常钻具组　合到底．恢复钻进后未再出现加单根时的阻卡现象，挤堵　施：［效果良好，顺利钻进至二开完钻井深４　３９６．６７　ｍ。　３．１．３挤堵后施工情况　该井三开井段于井深４　５３５．７６　ｍ开始造斜，钻进　至井深４　６６６　ｍ的砂体（井斜２５。）后钻进中出现托压　现象．钻压无法有效传递至钻头上，钻进进尺困难，且上　提钻具时有粘吸现象。结合二开施工经验。三开采取了　“打一段巩固一段”的方式，多次将钻进钻具起钻进套管　进行挤堵作业，利用钻井液ｑ＇）ＪＨ人的暂堵剂封堵砂体孑Ｌ　隙，最高挤堵当量比重１．５０　ｇ／ｃｍ￣，高于三开施工最高　比重０．１　５　ｇ／ｃｍ　，施：【：效率得到了极大的提升。　３．２孝深１井卡钻事故处理　３．２．１钻进中发生卡钻　孝深１井是川西坳陷孝新合丰构造带孝泉构造上的　一口直井，该井三开使用比重１．８１　ｃｒｄ、粘度６２　Ｓ的钻　井液钻进至井深５　３２７．６３　ｒｎ停止钻进，循环替入３Ｏ　重　浆将钻井液比重调整至１．８５　ｇ／ｃｍ￣后短起，短起１５立柱　后在下钻至井深５　１７２　ｒｎ遇阻，上提遇卡，接方钻杆循环、　窜动无效，钻具卡死。该井于井深４　７８１．５０　ｍ进入须二　组，地层主要是以中、细砂岩与粉砂质页岩为主，钻铤所处　的井段５　０１０ｍ￣５　１７２ｍ岩性主要以中细砂岩为主。　３．２。２　卡钻前期处理　卡钻发生后开泵循环，循环出的钻井液性能与混重浆　前存在较大差异，表现为钻井液粘度大幅度一Ｉ２升，失水上　升，在反复尝试强力提放、扭转钻具无法解卡，经现场分析　卡钻的性质属于粘附卡钻。由于已处于深井阶段，出于井　内安全考虑，不尝试使用降压解卡，决定泡解卡液处理。　处理该次卡钻共计进行了三次浸泡解卡液作业，其　中第～、二次都未能解卡，在第三次浸泡解卡液前，考虑　到钻具粘吸于井壁上，解卡液进入粘吸部位困难，决定在　浸泡解卡液的同时关井挤堵。　３．２．３解卡过程　１）注入解　液２Ｏ　，之后替井浆５Ｏ　。　２）解卡液进环空ｌ５　ｒｎ３后关井憋压，套压４．９Ｍｐａ，套　压逐渐下降至４№］ａ后泥浆泵补压至４．７　Ｍｐａ，其后每当　套压下降至４．５ⅣＩｐａ之后则补压至４．７　Ｍｐａ～４．８　Ｍｐａ。　３）４小时后泄压、开井，随后大吨位范围提放钻具，　期间开转盘强扭，第六次上提钻具时解卡。　３．２．４其他施工情况　该井井深５　４７６．６０　ｍ时，下钻中再次发生粘吸卡　钻，结合前期解卡施工经验，本次直接使用解卡液＋挤堵　的方式进行解卡处理，包括解卡液材料准备和配置时间，　不到２９小时解除卡钻。　

４挤堵施工注意事项　１）挤堵时将钻具提至安全井段或套管鞋处。　２）确定挤堵压力要依据气层、漏层、管鞋处地层承压　能力综合考虑，根据现场挤堵施工经验一般２　ｌＶｌＰａ～５　ＳＰａ为宜，挤堵憋压时间一般不少于２小时，挤堵时如　果压力下降要随时补压。　３）对于地层中岩石孔隙、微裂缝的渗透性漏失采用　的挤堵材料一般用随钻暂堵剂、裂缝暂堵剂即可。　４）施工结束后泄压时用节流管汇平稳缓慢泄压，防　止泄压过快对井壁稳定造成影响。　（下转第２３页）　甘茂生，等．储气井建腔管柱解卡技术探讨　２３　５认识与建议　１）通过ＷＣ１储气井建腔管柱解卡实践证明，储气　井的解卡方式采用活动解卡法和内切割法较为合适。　２）作业施工单位应不断提高储气井的修井水平和　修井实效，丰富修井工艺，以适应国内储气库建设工程的　需要。　［参考文献］　［１］任厚毅，祝庆远，王进京，等．新型井口解卡装置的研　究与应用［Ｊ］．石油矿场机械，２００４（０５）：７２—７４．　Ｅｅｌ吴奇．井下作业工程师手册［Ｍ＿］．北京：石油工业出版　社，２００３．　［３］海光，王新河．油气田井下作业修井工程［Ｍ］．北京：　石油工业出版社，２００３．　

Ｏｎ　ｔｈｅ　Ｕｎｆｒｅｅｚｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｔｕｂｅｓ　ｉｎ　Ｇａｓ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｗｅｌｌｓ　ＧＡＮ　Ｍａｏ－－ｓｈｅｎｇ，ＨＥ　Ｙａｎ－－ｒｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｚ｝１ｕａｎｇ—ｊｕ　（Ｄｏｗｎｈｏｌｅ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｈａｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．Ｌｔ＆．　ＳⅡ、ＪＯＰＥＣ，、Ⅳ．ｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ，４３００４０，Ｃｈｉｎａ）　Ａ　：Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｏｃｋｅｔ　ｃｒｅａｔｉｎｇ　ｏｆ　ｇａｓ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｗｅｌｌｓ，ｔｈｅ　ｃａｖｉｔｙ　ｔｕｂｅｓ　ａｒｅ　ｏｆｔｅｎ　ｓｔｕｃｋ　ｄｕｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｗｈｉｃｈ　ａｆ－　ｆｅｃｔｓ　ｔｈｅ　ｍｉｄｗａｙ　ｔｅｓｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｃａｖｉｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｇａｓ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｗｅｌｌｓ，　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｔｈａｔ　ｓｕｉｔ　ｔｈｅ　ｒｅｇｕｌａｒ　ｗｅｌｌ　ｒｅｐａｉｒｓ　ｃａｎｎｏｔ　ｆｕｌｌｙ　ｓａｔｉｓｆｙ　ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄｓ　ｆｏｒ　ｇａｓ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｗｅｌｌ　ｒｅｐａｉｒｓ．Ｔｈｅ　ＷＣ１　ｕｎｆｒｅｅｚｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈａｔ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｕｎｆｒｅｅｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｎｎｅｒ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄｓ　ｏｆ　ｇａｓ＂　ｓｔｏｒａｇｅ　ｗｅｌｌｓ　ｕｎｆｒｅｅｚｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ＷＯｌｄＳ：Ｇａｓ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｗｅｌｌｓ；Ｃａｖｉｔｙ　Ｔｕｂｅｓ；Ｕｎｆｒｅｅｚｉｎｇ　［责任编辑周显斌］